船舶噪聲污染與控制

1、目錄1、緒論 11.1 內(nèi)河運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展情況 1.1.2 內(nèi)河航運(yùn)船舶特點(diǎn)以及噪音污染現(xiàn)狀 1.2、船舶噪聲概述 2.2.1 船舶噪聲分類及其特性 2.2.2 大型船舶與內(nèi)河小型船舶的噪音污染情況對(duì)比 3.2.3 船舶噪聲傳遞途徑 4.3、船舶噪聲對(duì)生物的影響 4.4、船舶噪聲的控制 4.4.1 聲源控制是噪聲控制中最根本和最有效的手段 4.4.2 傳遞途徑中的控制是最常用的方法 5.4.2.1 用吸聲、隔聲等工藝來降低船舶噪音 5.4.2.2 用綠化來降低船舶噪音 5.4.3 接收器噪聲防護(hù)設(shè)備提供的被動(dòng)保護(hù)也是重要手段 65、建議與總結(jié) 6.參考文獻(xiàn) 70船舶噪音摘 要：船舶噪聲是一種污染，

2、 對(duì)人體和環(huán)境的污染和危害已經(jīng)得到世界各國(guó)和相關(guān) 組織日益廣泛的關(guān)注。 本文通過對(duì)我國(guó)內(nèi)河船舶噪聲污染現(xiàn)狀的探討， 試從船舶噪聲的特性 和傳播途徑分析，提出控制船舶噪聲的措施。關(guān)鍵詞 ：船舶噪聲；特性；分析；控制措施1、緒論1.1 內(nèi)河運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展情況 如今，噪聲污染已經(jīng)成為與空氣污染和水污染并列的世界三大主要污染之 一，它日益成為人們普遍關(guān)心的問題。 今年來， 各國(guó)的運(yùn)輸業(yè)都在進(jìn)一步降低運(yùn) 費(fèi)和能耗而努力。 內(nèi)河運(yùn)輸以其量大廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)受到人們的重視。 隨著運(yùn)輸經(jīng)濟(jì) 的迅速發(fā)展， 現(xiàn)代化的內(nèi)河已經(jīng)不再遵循 “盡多、盡快”的運(yùn)輸原則，而是以“最 大運(yùn)量和最低運(yùn)價(jià)” 為目標(biāo)。這以前提對(duì)目前的運(yùn)輸戰(zhàn)略

3、決策產(chǎn)生了決定性的影 響。由于各國(guó)水路運(yùn)輸?shù)淖匀粭l件差異和其他制約因素， 各國(guó)內(nèi)河水運(yùn)所占地位 及在總運(yùn)輸量占有的比重也各不相同。 其中，中國(guó)被公認(rèn)為是目前內(nèi)河航運(yùn)業(yè)四 大中心之一，雖然其相對(duì)比例看起來很少，但是其中包含的運(yùn)貨量卻相當(dāng)?shù)拇蟆?為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的需要， 我國(guó)今年來大力發(fā)展內(nèi)河航運(yùn)， 取得了長(zhǎng) 足的進(jìn)展。 尤其是隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施， 內(nèi)河水運(yùn)將臨近一個(gè)新的發(fā)展高 峰。但是，內(nèi)河水運(yùn)的蓬勃發(fā)展也必然會(huì)帶來一系列的相關(guān)問題。 其中船舶的噪 聲污染已經(jīng)越來越嚴(yán)重， 必須予以足夠的重視。 對(duì)于船舶， 船舶噪器噪聲不僅影 響船內(nèi)各種儀器、設(shè)備的正常使用，而且還會(huì)影響船舶的安全

4、性、隱蔽性、可用 性和居住性等。 為此， 船舶在設(shè)計(jì)時(shí)必須注意采取控制噪聲的措施， 對(duì)于已建成 的船舶，如不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，也需要采取必要的降噪措施。1.2 內(nèi)河航運(yùn)船舶特點(diǎn)以及噪音污染現(xiàn)狀我國(guó)約有內(nèi)河船舶 25 萬艘、 2000 萬載重噸，但運(yùn)力分布不均勻，例如長(zhǎng)江 水系運(yùn)力過剩約 30%從船型方面來看內(nèi)河船舶平均噸位小機(jī)型龐雜設(shè)備簡(jiǎn)陋技 術(shù)落后，造成對(duì)環(huán)境的污染 ,包括噪音污染。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和內(nèi)河航道條件的原因 ,我國(guó)內(nèi)河船舶大多集中在經(jīng)濟(jì)較為 發(fā)達(dá)、人口集中的東部水網(wǎng)地區(qū)營(yíng)運(yùn) ,而這些地區(qū)的航道又常常穿越兩岸居民密 集的城鎮(zhèn)。川流不息的內(nèi)河小型機(jī)動(dòng)船舶構(gòu)成眾多流動(dòng)噪聲污染源 ,s19s

5、型柴油 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所發(fā)出的轟鳴聲在城市附近、 河道狹窄地段非常刺耳。 強(qiáng)烈的噪聲使人 易于疲勞 ,甚至危及人體健康。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) , 交通干線兩側(cè)居民區(qū)執(zhí)行四類噪聲標(biāo)準(zhǔn) ,晝間噪聲應(yīng)小于 70dB,夜間應(yīng)小于55dB。但實(shí)際上很難在航道兩側(cè) 200米范圍內(nèi)達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn), 不僅兩岸居民深受其害 ,而且影響船員的工作、生活、身體健康。隨著人們環(huán)保 意識(shí)的增強(qiáng) ,對(duì)內(nèi)河船舶噪聲的投訴日益增多 ,人們強(qiáng)烈要求治理內(nèi)河船舶的噪聲 污染。為防止內(nèi)河船舶噪聲對(duì)沿岸居民的干擾 ,我國(guó)曾采取了許多辦法 ,譬如給船 舶的排氣管安裝消聲器 ,但收效不大。一些受船舶噪音污染嚴(yán)重的地區(qū)只好采取 限制部分船舶航行的辦法。

6、例如現(xiàn)在杭州市對(duì)一些內(nèi)河小型船舶采取夜間禁止通 過市區(qū)航道 ;嘉興采取另辟繞城航道 ,限止大噪音內(nèi)河船舶通過城區(qū) ;湖州也計(jì)劃 采取定時(shí)限止部分船舶駛?cè)顺菂^(qū)來控制噪聲。由此可見 ,內(nèi)河小型船舶的噪音污 染問題已經(jīng)到來相當(dāng)嚴(yán)重的地步。2、船舶噪聲概述2.1 船舶噪聲分類及其特性船上的柴油機(jī)、汽輪機(jī)、鍋爐、齒輪、鼓風(fēng)機(jī)、泵、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和螺 旋槳等，各種運(yùn)轉(zhuǎn)著的機(jī)械設(shè)備裝置系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)著的流體工質(zhì)， 因振動(dòng)、撞擊和 氣流擾動(dòng)等成為舶噪音源， 其中主機(jī)、 輔機(jī)和螺旋槳是三個(gè)主要噪聲源。 船舶噪 聲發(fā)生場(chǎng)所分為動(dòng)力裝置噪聲、 結(jié)構(gòu)激振噪聲、 輔助機(jī)械噪聲、 螺旋噪聲和船 體振動(dòng)噪聲等。 船舶噪聲有噪聲

7、源多、 聲功率大、頻譜寬和低、 中頻為主等特點(diǎn)。 (1)動(dòng)力裝置的噪聲。動(dòng)力裝置的噪聲主要包主機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)組、齒輪箱及主 輔機(jī)的排氣管產(chǎn)生的噪聲。 它是上最強(qiáng)的噪聲源， 該噪聲的強(qiáng)弱決定了柴油機(jī)船 的噪聲級(jí)。 它既進(jìn)排氣系統(tǒng)空氣動(dòng)力噪聲， 又有運(yùn)動(dòng)部件的撞擊和主機(jī)本身不平 而產(chǎn)生振動(dòng)所造成的機(jī)械噪聲。 (2)結(jié)構(gòu)激振噪聲。機(jī)器內(nèi)部的激能量經(jīng)機(jī) 架被傳遞到基座法蘭(或地腳螺栓)又通過船舶雙層底，向船體，船體開始振動(dòng) 產(chǎn)生噪聲。 這些產(chǎn)生噪聲的激振能量， 源自機(jī)器燃燒過程和活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)引發(fā)的 脈沖振動(dòng)。振動(dòng)的 能量取決 振動(dòng)的振 幅和頻率， 而且當(dāng) 在 寬頻帶范圍 內(nèi)(0.8-20HZ)的振動(dòng)，

8、還會(huì)輻射出二次噪聲。(3)輔助機(jī)械噪聲。輔助機(jī)械噪聲主 要包括各種艙室機(jī)械和甲板機(jī)械工作產(chǎn)生的噪聲。 這種噪聲主要有鍋爐燃燒、 通 風(fēng)機(jī)通風(fēng)、液壓系統(tǒng)液壓沖擊和空調(diào)系統(tǒng)等產(chǎn)生。(4)螺旋槳噪聲。螺旋槳噪聲的強(qiáng)度較主輔機(jī)噪聲的強(qiáng)度要弱，影響范圍也主要限于尾部艙室 其噪聲性質(zhì)可 分為兩種：一是低頻噪聲， 由漿葉和流體相互作用的流體動(dòng)力效應(yīng)及水流沖擊尾 柱而引起的；另一種是“空泡”引起的葉片振動(dòng)而產(chǎn)生的高頻噪聲。(5)船體振動(dòng)噪聲。船體振動(dòng)的噪聲是由主輔機(jī)及螺旋槳的擾動(dòng)和各種機(jī)械及波浪的沖擊引 起的振動(dòng)而產(chǎn)生2.2 大型船舶與內(nèi)河小型船舶的噪音污染情況對(duì)比 隨著船舶噸位、船速及主機(jī)功率的不斷加大 ,

9、船舶的振動(dòng)和噪聲問題更顯得 日益突出。對(duì)于內(nèi)河船舶而言 ,由于:(1) 螺旋槳葉梢離船殼板的間隙較小 ,因而螺 旋槳脈動(dòng)壓力較大 ;(2)船體剛度較差 ,機(jī)艙大開口 ;(3)船舶多以高速柴油機(jī)為主機(jī) ; 再加上施工建造質(zhì)量及航道條件的影響 ,因而使內(nèi)河船舶的振動(dòng)及噪聲更為嚴(yán) 重。機(jī)動(dòng)船舶是在水上運(yùn)動(dòng)的彈性體 ,只要螺旋槳和主機(jī)工作 ,總是會(huì)引起船體不 同程度的振動(dòng) ,而船舶的噪聲則是伴隨著振動(dòng)而產(chǎn)生。目前內(nèi)河船舶的振動(dòng)主要 是局部強(qiáng)迫振動(dòng) ,主要分為三個(gè)類型 :螺旋槳引起的振動(dòng)、 柴油機(jī)引起的振動(dòng)、 船體剛度差引起的振動(dòng)。就船舶而言 ,凡有運(yùn)動(dòng)部件 ,或有空氣壓力擾動(dòng) ,各種機(jī)械設(shè)備都可能成為

10、噪 音源 ,而船體又是一個(gè)傳播聲能的良好導(dǎo)體。主機(jī)功率越大、轉(zhuǎn)速越高、設(shè)備約 多,船舶的噪聲就越大。而內(nèi)河船舶的設(shè)備相對(duì)較少，主要的噪聲源是主機(jī)。但 由于主機(jī)普遍采用小馬力高速機(jī) ,此類柴油機(jī)噪聲極大 ,加上船體結(jié)構(gòu)較單薄 ,門 窗又多,隔聲性能很差 ,故艙室噪聲較其它類型船舶要大。大型船舶與內(nèi)河小型船舶噪音狀況的統(tǒng)計(jì)比較。從表中數(shù)據(jù)來看,主機(jī)采用 中高速柴油機(jī)的小型船舶，機(jī)艙平均噪聲大多數(shù)超過105dB(A)。目前世界各國(guó)船 舶噪聲標(biāo)準(zhǔn)大致為：有操縱室的機(jī)艙噪聲容許值為100-110dB(A),無操縱室的機(jī)艙 噪聲容許值為85-90dB(A),居住區(qū)為50-60dB(A)。而由表1可見:大型

11、船舶由于機(jī) 艙寬大,機(jī)艙噪聲情況要好些 ,但小型船舶 ,幾乎各個(gè)艙室的噪音都超標(biāo)。2.3 船舶噪聲傳遞途徑 噪聲源產(chǎn)生的噪聲通過空氣介質(zhì)和船體結(jié)構(gòu)兩種途徑傳遞， 以空氣噪聲和結(jié) 構(gòu)噪聲兩種方式傳播 一個(gè)噪聲源，既能通過噪聲源直接激發(fā)空氣振動(dòng)，以空氣 噪聲方式通過艙壁、甲板、天花板，沿著通風(fēng)道，經(jīng)過網(wǎng)孔、艙口、窗、非密門 等傳播；也能通過噪聲源處承受各種機(jī)械力的基座或各種非支撐性的撐件產(chǎn)生振 動(dòng)，以結(jié)構(gòu)噪聲方式傳播。結(jié)構(gòu)振動(dòng)以彈性波形式在基座 -船體結(jié)構(gòu) -艙室的外圍 結(jié)構(gòu)中傳播，在傳播中輻射空氣噪聲 聲源艙室內(nèi)的噪聲， 幾乎全由空氣噪聲決； 距離聲源稍遠(yuǎn)的居住艙室內(nèi)的噪聲則全由結(jié)構(gòu)噪聲決定。

12、對(duì)較大型的船舶， 機(jī)艙 和螺旋槳產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)噪聲遠(yuǎn)比空氣噪聲對(duì)船上居住艙室的影響嚴(yán)重；對(duì)小型船 舶，空氣噪聲的影響是主要的。3、船舶噪聲對(duì)生物的影響人為活動(dòng)噪聲能影響鯨、鳥類和魚類的日常行為、攝食和生態(tài)學(xué)過程,研究表明 ,長(zhǎng)期暴露于噪聲等應(yīng)激狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致生物體處于一種異平衡負(fù)荷 ,生物體適 應(yīng)異平衡付出的代價(jià)是造成能量的消耗 ,進(jìn)而造成機(jī)體各項(xiàng)機(jī)能的下降。噪聲輕 者可致捕食、種間交流和洄游等能力下降 ,重者的可屏蔽動(dòng)物聽覺或引起聽覺的 暫時(shí)性失聰。研究發(fā)現(xiàn) ,在不考慮魚類聽覺閾值的情況下 , 噪聲能引發(fā)魚類的內(nèi)分 泌學(xué)脅迫應(yīng)答。噪聲能破壞有機(jī)體的繁殖發(fā)育和生長(zhǎng) ,因此,船舶噪聲對(duì)養(yǎng)殖魚類 的影響

13、非常大。4、船舶噪聲的控制所謂噪聲控制是采取相應(yīng)技術(shù)措施控制噪聲源的發(fā)生、 輸出傳播和接收， 以 得到人們所要求的聲學(xué)環(huán)境。 船舶噪聲控制包括三個(gè)方面： 一是聲源噪聲的控制； 二是傳遞途徑的噪聲控制；三是接收器噪聲防護(hù)設(shè)備的使用。4.1 聲源控制是噪聲控制中最根本和最有效的手段(1)使用噪聲小的主機(jī)、輔機(jī)和螺旋槳，并且合理地安置噪聲源，使其向船 舶傳播較少的聲音和振動(dòng)能量。 現(xiàn)在大部分船舶都是以柴油機(jī)作為主機(jī)和發(fā)電機(jī) 的原動(dòng)機(jī)，如使進(jìn)排氣通道避免急劇轉(zhuǎn)彎和加裝消音器等， 可以降低主、 輔柴油 機(jī)進(jìn)、排氣的噪聲；還有合理組織供油，減小噴油提前角，縮短預(yù)燃期或在預(yù)燃 期內(nèi)減少噴油量，縮短著火延遲期

14、和減少滯燃期內(nèi)形成的可燃混合氣數(shù)量等等， 這些都可以減少柴油機(jī)燃燒的噪聲 螺旋槳使用設(shè)計(jì)半流均勻和低葉梢速度的， 以減少螺旋槳產(chǎn)生的噪聲。 (2) 合理進(jìn)行船舶艙室的布置，將機(jī)器或整個(gè)機(jī)艙與 船上其他部分隔絕開來， 并增加噪聲在結(jié)構(gòu)中的傳輸損耗， 控制共振幅度， 使之 傳到居住艙室和其他辦公艙室的噪聲很小，如改進(jìn)機(jī)器的動(dòng)平衡 隔離聲源的振 動(dòng)部分、使用阻尼材料、改進(jìn)潤(rùn)滑或改變共振頻率、破壞共振等。4.2 傳遞途徑中的控制是最常用的方法 4.2.1用吸聲、隔聲等工藝來降低船舶噪音 傳遞途徑中對(duì)噪聲的控制措施主要有吸聲、 隔聲、隔振等， 這些可以起到事 后補(bǔ)救的作用。吸聲主要是在艙室天花板和四壁表

15、面敷設(shè)吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)， 或所在室內(nèi)空間懸掛吸聲體， 這樣會(huì)使室內(nèi)的反射聲大大減弱， 降低噪聲。 隔聲 是將噪聲源或需要安靜的場(chǎng)所與外界環(huán)境有效的隔離， 在船舶噪聲控制中， 對(duì)空 氣噪聲隔聲音， 采用剛性和不吸聲的鋼板、 鋁板等做成隔聲壁， 為提高隔聲效果， 可采用雙層壁，還可采用隔聲罩和隔聲室等措施對(duì)噪聲源隔聲 隔振就是在機(jī)械 設(shè)備與安裝基礎(chǔ)之間引入一個(gè)隔振裝置，以改變機(jī)械設(shè)備與基礎(chǔ)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān) 系，對(duì)于振動(dòng)設(shè)備， 安裝單層或雙層彈性支承的減震器進(jìn)行隔震是唯一能減少振 動(dòng)傳遞和結(jié)構(gòu)噪聲的一個(gè)有效措施。4.2.2用綠化來降低船舶噪音 首先要了解船舶噪音的一般特征。聲音一般成放射狀傳播,其頻率

16、和波長(zhǎng)成反比關(guān)系 ,聲音的頻率越高 ,其波長(zhǎng)就越短 ,傳播的方向性就強(qiáng) ,在傳播方向上遇到 表面比較光滑的物體 ,容易被反射 ,遇到樹木等物體 ,容易被吸收 ,聲音就會(huì)有較大 的減弱 ,而聲音的頻率越低 ,其波長(zhǎng)就越長(zhǎng) ,傳播的方向性就弱 ,容易繞過尺寸小于 其波長(zhǎng)的物體而向遠(yuǎn)處傳播 ; 在一個(gè)相對(duì)封閉的空間內(nèi)的聲音 ,由于傳播途徑被 阻斷 ,就不容易向外傳遞。船舶產(chǎn)生的噪音也是一種聲音,具有聲音的一般特性 ,由于船用柴油機(jī)產(chǎn)生的絕大部分噪音 ,頻率較低、波長(zhǎng)較長(zhǎng) , 很容易繞過河道沿岸 的綠化的小樹 ,幾乎無阻擋地向外傳播 ,從而造成噪音污染 , 影響附近居民。根據(jù) 船舶噪音的特點(diǎn)，可用立體

17、層次、表面覆蓋、局部封閉、利用新型材料護(hù)岸等方 法來降低噪音。4.3 接收器噪聲防護(hù)設(shè)備提供的被動(dòng)保護(hù)也是重要手段對(duì)在機(jī)器多而人少 (如機(jī)艙) 的艙室中，降低機(jī)器噪聲不現(xiàn)實(shí)或不經(jīng)濟(jì)的情 況下，噪聲防護(hù)設(shè)備給受噪音污染者提供的被動(dòng)保護(hù)就顯得更實(shí)際重要些。 尤其 在目前，對(duì)大型主機(jī)采取的聲振控制措施尚不完善， 需要對(duì)船員采取保護(hù)措施防 止聽力受害，如船員可以帶上護(hù)耳器(耳罩或耳塞)防聲頭盔或在隔聲間(如機(jī) 艙集控室)內(nèi)值班工作， 就可以減少噪音的傷害， 得到一個(gè)較好的工作環(huán)境在對(duì) 船舶噪聲控制時(shí)還應(yīng)注意到， 在實(shí)際中往往受到船舶造價(jià)和造船廠技術(shù)條件的限 制，因此在船舶設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮船舶降噪的因素

18、， 并在船舶建造過程中注意降 噪設(shè)計(jì)工藝的實(shí)施 隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，生態(tài)環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀念日 益深入人心， 必將對(duì)船舶噪聲限制標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格， 因此對(duì)船舶噪聲的控制提出更 高的要求，也使船舶設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)部門面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。5、建議與總結(jié)建議： (1)修改、完善相關(guān)環(huán)境保護(hù)法律，標(biāo)制定船舶噪聲污染標(biāo)準(zhǔn) ;(2)明確 各船舶噪聲污染管理主體的責(zé)任與義務(wù)； (3)充分發(fā)揮船舶噪聲污染監(jiān)督與控制 中的海事事權(quán)。 (4) 加大宣傳教育力度，將噪音防治工作由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。通過 公告欄、觸摸屏、電子滾動(dòng)屏、網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙等媒介向社會(huì)公開宣傳資料。加強(qiáng)對(duì) 行政相對(duì)人進(jìn)行內(nèi)河船舶噪聲污染防治的宣傳工作呼吁廣大船東能夠知法守法， 遵守船舶噪音防治的相關(guān)法律法規(guī)。 海事部門應(yīng)將對(duì)船員進(jìn)行噪聲污染防治教育 納入其培訓(xùn)范圍當(dāng)中 要求他們?cè)谕ㄐ袝r(shí)盡量減少噪聲。在正常交會(huì)時(shí)要求減少 音響設(shè)備的使用， 采用手語和旗語等。 通過宣傳教育， 逐漸增強(qiáng)船舶作業(yè)人員的 噪聲環(huán)保意識(shí)，由被動(dòng)的防噪變?yōu)橹鲃?dòng)的防噪。在對(duì)船舶噪聲控制時(shí)還應(yīng)注意到， 在實(shí)際中往往受到船舶造價(jià)和造船廠技術(shù) 條件的限制， 因此在船舶設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮船舶降噪的因素， 并在船舶建造過程 中注意降噪設(shè)計(jì)工藝的實(shí)施 隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，生態(tài)環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā) 展觀念日益深入人心， 必將對(duì)船舶噪聲限制標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格， 因